防突设计指导书

1安全工程专业防突设计指导书一、防突工程设计的程序1．防突工程设计的程序1)对矿井煤与瓦斯突出事故进行调查分析，搞清已发生突出的类型和原因。大量地收集有关基础资料和数据。查阅国内外有关防治突出的先进技术和先进经验。2)选择并确定适合本矿区的煤与瓦斯突出的预测预报方法；3)选择技术上可行、经济合理、效果显著的防治突出的技术措施；4)详细设计综合防治突出工程。包括：突出危险性的预测预报；防治突出的技术措施、防灾措施实施后的效果检验方法和防灾措施实施的安全措施。二、防突工程设计的内容题纲第一章概述第一节设计依据及原则一、编制设计的依据1、《煤矿安全规程》（2006版）、《防治煤与瓦斯突出规定》（征求意见稿）及煤炭行业主管部门的有关瓦斯治理文件等国家法规、行业条例和上级文件精神；2、《井田精查地质勘探报告》3、《技术改造初步设计说明书》4、矿方提供的其他有关文字资料和图纸。2二、防突方案设计的指导思想与原则1、贯彻执行安全生产“安全第一，预防为主，综合治理”和瓦斯治理“先抽后采、监测监控、以风定产”的指导方针，认真执行《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出细则》、《国有煤矿瓦斯治理规定》等国家法规、行业条例和上级文件精神，确保“四位一体”综合防突措施执行到位和矿井安全生产。2、坚持“区域防突为前提、局部防突为补充”的防突工作原则，坚持“多措并举、可保必保、应抽必抽、抽采平衡、效果达标”的区域防突工作理念，实现“不掘突出头、不采突出面”的防突工作目标。3、按照“一切从实际出发”、“实事求是”的原则，编制既符合行业技术安全政策，又结合煤矿开采实际的切实可行的近期及今后生产的方案。第二节矿井地质概况包括：煤层厚度及其稳定性、煤的结构类型及工业分析、煤层围岩的性质及厚度、地层产状、构造类型及其特征、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯成分、煤的瓦斯放散初速度、水文地质概况、火成岩侵入形态及其分布、以及勘探工程中钻孔透煤时的瓦斯涌出动力现象（如顶钻、夹钻、喷孔）等方面。应附有瓦斯地质图（可与采掘工程图合用），图中应标明采掘进度、被解放范围、煤层赋存条件、地质构造、突出点的位置、突出强度、瓦斯基本参数等地质资料。第三节矿井开拓开采概况包括：矿井开拓系统、水平划分、采区划分、采区巷道布置及其特点、采煤方法、掘进方法、采掘工艺参数及使用的设备、支护形式、煤层开采顺序等。应附有采掘工程图。第四节矿井通风安全概况3包括，矿井通风系统及通风量，采掘工作面风量、温度和湿度，瓦斯涌出量，以及矿井发生突出的概况及现状等。第二章区域综合防突措施本章为本设计的重点之一，需要根据矿井的煤层情况、地层情况、瓦斯情况、采掘部署等，设计矿井的具体区域综合防突措施。第一节区域突出危险性预测一、区域预测方法（一）划分的煤层瓦斯风化带为无突出危险区域（二）4（三）在上述（一）、（二）划分出的无突出危险区和突出危险区以外的预测区域，根据煤层瓦斯压力P或瓦斯含量划分出突出危险区、突出威胁区和无突出危险区。划分所依据的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表3－1－1划分。表3－1－1根据煤层瓦斯压力、含量进行区域预测的临界值瓦斯压力P（MPa）瓦斯含W量W（m3/t）区域类别P﹤0.74W﹤8无突出危险区其他情况突出危险区二、在进行开拓后区域预测时，还应符合下列要求：5（一）应主要依据井下实测的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等数据进行预测。（二）测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测点应按照不同的地质单元分别进行布置，并在每个地质单元内根据其范围、地质复杂程度等实际情况和条件沿走向和倾向方向分别布置一定数量的测点，但必须至少沿煤层走向方向布置不少于2个测点，倾向方向不少于3个测点。其中倾向方向的测点应包括埋深最大的开拓工程位置。第二节区域防突措施区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。根据煤层、瓦斯赋存及开采条件，区域防突措施必须优先选用开采保护层措施。一、开采保护层在突出矿井开采煤层群时，如在有效保护垂距内存在厚度0.5m及以上的无突出煤层或突出危险性相对较小的煤层时，除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全的或可能破坏突出煤层开采条件的以外，必须首先开采保护层。有条件的矿井也可将软岩层作为保护层开采。保护层分为上保护层和下保护层两种方式。保护层保护范围的确定1沿倾斜方向的保护范围保护层工作面沿倾斜方向的保护范围应根据卸压角划定，如图3－2－1所示。在没有本矿井实测的卸压角时，可参考表3－2－1的数据。6A—保护层；B—被保护层；C—保护范围边界线图3－2－1保护层工作面沿倾斜方向的保护范围表3－2－1保护层沿倾斜方向的卸压角煤层倾角（o）卸压角（o）123408080757510778375752073877575306990777040659080705070908070607290807070729080728073907875δ4δ2δ1αδ37907580758O2沿走向方向的保护范围若保护层采煤工作面停采时间超过3个月、且卸压比较充分，则该保护层采煤工作面对被保护层沿走向的保护范围对应于始采线、采止线及所留煤柱边缘位置的边界线可按卸压角556°～60°划定，如图3－2－2所示。A—保护层；B—被保护层；C—煤柱；D—采空区；E—保护范围；F—始采线、采止线图3－2－2保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围3最大保护垂距55555555EEFFFDDAEEBBC8保护层与被保护层之间的最大保护垂距可参照表3－2－2选取或用式(D.1)、式(D.2)计算确定：表3－2－2保护层与被保护层之间的最大保护垂距(保护距离正好相反的道理)（水平和垂直应力）煤层类别最大保护垂距（m）上保护层下保护层急倾斜煤层6080缓倾斜和倾斜煤层50100下保护层的最大保护垂距：'12SS下下(D.1)上保护层的最大保护垂距：'12SS上上(D.1)式中：'S下、'S上——下保护层和上保护层的理论最大保护垂距，m。它与工作面长度L和开采深度H有关，可参照表3－2－3取值。当0.3LH时，取0.3LH，但L不得大于250m；1－保护层开采的影响系数，当0MM时，10/MM，当0MM时，11；M－保护层的开采厚度，m；0M－保护层的最小有效厚度，m。0M可参照图D.3确定；2－层间硬岩（砂岩、石灰岩）含量系数，以表示在层间岩石中所占的9百分比，当50%时，210.4/100，当50%时，21。表3－2－3'S上和'S下与开采深度H和工作面长度L之间的关系图3－2－3保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围开采深度H(m)'S下（m）'S上（m）工作面长度L（m）工作面长度L（m）5075100125150175200250507510012515020025030070100125148172190205220566776838790924005885112134155170182194405058667174765005075100120142154164174293949566266686004567901091261381461552434435055596180033547390103117127135212936414549501000274157718810011412218253236414445120024375063809210411316233032374041L＝50mL＝100mL＝150mL＝200mL＝250m开采深度H/mM0/m1.00.80.412008004000104开采下保护层的最小层间距开采下保护层时，不破坏上部被保护层的最小层间距离可参用式(D.3)或式(D.4)确定：当60o时，cosHKM(D.3)当o60时，)2/sin(KMH(D.4)式中：H－允许采用的最小层间距，m；M－保护层的开采厚度，m；－煤层倾角，度；K－顶板管理系数。冒落法管理顶板时，K取10，充填法管理顶板时，K取6。二、预抽煤层瓦斯可采用的抽放方式有：地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔和顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。根据煤层、瓦斯赋存及开采条件，区域防突措施必须优先选用开采保护层措施。在无保护层开采条件时可选取预抽煤层瓦斯作为区域防突措施，并按上述列举的各类方式的优先顺序选取一种或多种方式的预抽煤层瓦斯措施，但地面井预抽煤层瓦斯应与其它方式的区域防突措施共同使用。采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应符合以下要求：11（一）预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制区段内的整个开采块段和顺槽外侧一定范围内的煤层（其中倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m、下帮轮廓线外至少10m，近水平、缓倾斜煤层巷道两侧轮廓线外各至少15m；均为沿层面的距离，以下同）。（二）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。该范围的要求与（一）款中顺槽外侧的要求相同。（三）顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制整个开采块段的煤层。（四）穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m(以前是5米)以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井揭煤巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应保持煤孔最小超前距15m。（五）顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不少于60m，巷道两侧的控制范围要求与（一）款中顺槽外侧的要求相同。（六）当煤巷掘进和回采工作面在预抽范围内作业时，工作面到前方预抽范围边缘的距离不得小于20m。（七）对于除穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯以外的其他预抽方式，当钻孔因煤层厚度较大而不能穿透煤层全厚或采用水平分层开采时，预抽钻孔应控制开采的分层及其上部至少20m、下部至少10m（均为铅12垂距离，且仅限于煤层部分）。所有预抽煤层瓦斯钻孔应在整个预抽区域内均匀布置,穿层钻孔应穿透煤层全厚（最新规定里没有这句）；钻孔间距应根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。预抽钻孔封堵必须严密。穿层钻孔的封孔段长度不得小于5m，顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m。应做好每个钻孔施工参数的记录及抽放参数的测定。钻孔孔口抽放负压不得小于13kPa。预抽瓦斯浓度低于30%时，应采取改进措施，以提高封孔质量。第三节区域防突措施效果检验一、保护层开采保护层的保护效果检验主要采用顶底板位移量、残余瓦斯压力、残余瓦斯含量指标，也可结合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。二、预抽煤层瓦斯采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，1.应以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量为主要指标进行措施效果检验。但若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时（最新规定或者是残余瓦斯压力或残余瓦斯含量任何一个超标），应判断为措施无效,所在区域（最新规定100米的半径内）煤层仍属突出危险区。2.（最新规定：穿层孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施也可以采13用钻屑瓦斯解析指标进行检验）3.其他经验证实有效的指标和方法进行检验；区域预测新方法的研究试验应该由有突出危险鉴定资质的单位进行试验考察，试验和应用前都要由煤矿企业负责人批准）；（瓦斯压力和含量进行区域预测的临界值应该由有突出危险鉴定资质的单位进行试验考察，试验和应用前都要由煤矿企业负责人批准）（一）采用直接测定的煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量进行预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验时，应符合以下要求：1、对预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行效果检验时，检验实测点应沿回采工作面推进方向每间隔30～50m至少布置一个检验实测点，并当区段宽